重慶市環境空氣質量綜合評價研究

胡鑫 張斌儒 譚鷙 彭靖

摘 要：環境空氣質量對當地居民的生活和幸福指數至關重要。空氣質量越來越受到政府的關注。本文對重慶市環境空氣質量進行綜合評價研究，具體分析了重慶市2013—2018年環境空氣質量的狀況及變化趨勢。收集重慶市2013—2018年主要環境空氣污染物（PM2.5、PM10、SO2）的月度統計歷史數據平均濃度監測數據，按照《環境空氣質量標準》（GB3095-2012）中的二級標準，用空氣綜合污染指數評價法和空氣污染負荷系數法分析其變化特征和環境空氣質量影響因素。結果表明，2013—2018年大氣PM2.5月度濃度大多超過平均年濃度限值，PM10濃度月度均值也大多也超標，SO2均達標。相關的整改措施使得大氣中PM2.5與PM10均呈濃度下降狀態，SO2基本呈穩定狀態。年內變化顯示，各污染物的濃度季節變化非常明顯，污染物濃度從高到低的順序大體為冬季、春季、秋季、夏季。全市的綜合污染指數呈下降趨勢，空氣污染程度顯著降低，空氣質量不斷變好。研究結果可為相關部門提供一定的參考。

關鍵詞：環環境空氣質量 染負荷系數 綜合污染指數 綜合評價

中圖分類號：Q938 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）08（b）-0130-03

1 背景分析

十九大報告提出中華民族永續發展的千年大計是建設生態文明，綠水青山就是金山銀山的理念被貫徹其中，堅持全民共治、源頭防治，持續實施大氣污染防治行動，打贏藍天保衛戰是勢在必行。重慶地處中國內陸西南部，重慶是我國西南的工業重鎮，是國務院批準的51個環境保護重點城市和歷史名稱之一。隨著歷史的形成，重慶市的產業結構屬于重工業型，以高硫煤作為主要能源構成，因為高硫煤的能耗高和盆周山地的地理氣象條件，所以不利于大氣污染物的擴散，重慶市的首要任務就是防治大氣污染、改善大氣環境，并將它作為城市、經濟發展的重要課題。經過幾年的努力，污染惡化得到了一定的控制局部的環境質量有所提升。重慶被作為中國最宜居城市之一，但由于重慶是一個山城城市，風格明顯被大多數人所喜愛，但由于宜居這個概念被大多數人理解為適合養老，適合養老的3個基本大點是：氣候與空氣質量、人文和風景、交通與醫療。作為霧都的重慶，在氣候和空氣質量這方面，還不能名列前茅。因為地勢原因，霧特別大，相應的空氣質量指數也不高。所以對重慶市空氣質量變化趨勢進行分析從而了解環境質量現狀具有重要意義。人們無時無刻不在呼吸，人均呼吸每日可達兩萬次，與周圍環境進行氣體交換達一萬多升，所以空氣質量對于人們的健康是十分重要的，進行空氣質量變化趨勢分析也可為制定環境政策與治污措施提供據測依據。

已有一些文獻就環境空氣質量進行了研究，張春輝和馬琳達（2015）[1]以貴陽市為例，對控制空氣質量進行研究，使用了趨勢檢驗方法、空氣綜合污染指數評價以及差異性檢驗（Duncan新復極差法）進行相關研究。鄒軍和楊柳（2010）[2]以四川省為例完成城市環境空氣質量及變化趨勢，使用了綜合污染指數以及負荷系數進行分析。潘本峰與鄭皓皓等（2017）[3]認為中國不同區域城市空氣質量濃度不同表示方法不同。重慶屬于山城，不同于其他地區，其環境空氣質量也有其特殊性；另一方面，重慶時的主要空氣污染物與其他地區可能有所差異，因此有必要對重慶市近幾年的空氣質量進行綜合評價研究，進而挖掘出空氣質量的變化趨勢，進而提出可行的建議。本文主要使用描述性統計分析、污染負荷系數以及空氣綜合污染指數等統計方法對重慶市空氣質量變化趨勢進行分析。

2 模型假設

人類生存和發展的基本條件是生態環境，生態環境也是經濟社會的發展基礎，生態污染不僅影響人民的身體健康，而且對城市形象也有很大的破壞，因為重慶主城屬于老工業基地，生態環境問題較為突出，所以生態問題對經濟的發展速度與生態環境的保護有一定的阻礙。改革開放以來，西北部地區經濟和工業的快速發展導致各項污染物排放對空氣質量影響形勢較為嚴峻，近些年頻發的重污染嚴重影響了當地居民的生產生活。基于此，2012年黨的十八大提出了生態文明建設的宏偉藍圖，2017年的十九大又進一步提出加快生態文明體制改革，建設美麗中國。但環境的改善需要一定的時間，具有一定滯后性，隨著政策的提出，重慶市主要污染物濃度是否有所緩解，總的污染狀況是否有所改善？基于上述分析，本文做出以下假設。

隨著十八大以來各項生態環境重點決策的出臺，隨著時間的推移，重慶市空氣污染綜合指數呈現下降的趨勢，主要污染物的濃度值也會呈現下降的趨勢，但與政策的提出存在一定滯后性。

3 模型建立

3.1 數據來源

根據2013—2018年重慶市環境空氣質量長期定點監測數據，對PM2.5、PM10、SO2濃度月均值進行月度污染分析數據來自2013—2018PM2.5科學實驗專家小組（https：//www.aqistudy.cn/historydata/），本文選取的時間跨度是2013年12月到20118年04月。不同于已有文獻，選取PM2.5，PM10和SO2主要原因是通過重慶市統計年鑒分析出這3種物質為重慶市主要空氣質量污染物。

3.2 空氣污染季節變化分析

以氣候季節與天文季節相結合來劃分重慶市的四季。即三月份、四月份、五月份為春季，六月份、七月份、八月份為夏季，九月份、十月份、十一月份為秋季，十二月份、一月份、二月份為冬季。2013—2018年的PM2.5、PM10、二氧化硫，按季節分別利用Excel和SPSS 20計算出3種主要污染物的濃度均值列于表1。

由表1可以看出：PM2.5、PM10、SO2均表現出來明顯的季節變化規律。污染濃度變化呈現不同，PM2.5濃度呈現從高到低的順序為冬季、秋季、春季、夏季；PM10濃度呈現從高到低的順序為冬季、秋季、春季、夏季；SO2濃度呈現從高到低的順序為冬季、春季、秋季、夏季，可以看出冬季污染最為嚴重。這是因為重慶位于長江流域上游，屬“夏熱冬冷”地區。重慶地處四川盆地，兩江交匯之處，氣候與其他城市明顯不同。冬季日照嚴重不足，屬國內日照最少的地區。且重慶冬季主要受到靜穩天氣影響。靜穩天氣是產生霧和霾的必要條件，就水平方向來說是“靜”，就是指風小，冷空氣活動比較弱，污染物水平輸送弱；就垂直方向來說是“穩”，指的是大氣層結比較穩定，因此污染物易在地表形成堆積。由于近期無風，不利于污染物擴散，導致污染物的濃度升高。而夏季降水量增多，雨水對于污染物有凈化的作用，且重慶夏季因氣溫高，濕度大，大氣邊界層后，有利于污染物的擴散。因此，冬季污染物的濃度比較高，而夏季污染物的濃度比較低。

3.3 空氣污染物月度變化規律以及趨勢

2013—2018年重慶市PM2.5、PM10、SO2濃度變化趨勢見圖1。

如圖1所示，可見在PM2.5、PM10指數在2014年初有一個大幅度的下降，在2015年污染各個指數也有小幅度的上升，由于后期政府十分重視相關污染控制，采取一定的措施和環保投入，使得各個污染指數下降，二氧化硫的范圍波動范圍較小，總體上都呈現下降趨勢，這初步驗證了前面提出的假設。

3.4 統計學方法

3.4.1 描述性統計分析

基于SPSS 20的描述性統計分析顯示，PM2.5的極小值與極大值差距較大，極大值遠遠高于環境空氣質量標準，極小值略低于其標準值，其平均值也較高于標準均值。PM10的極大值與極小值差距較明顯，且與平均值相差較大，與其標準值都有很大差別。SO2的極大值與極小值也存在一定差別，極小值與其標準濃度值差距明顯，低于標志值較多，極大值也略低于標準值。均值也遠遠低于其標準值。

3.4.2 空氣綜合污染指數

P為綜合污染指數；

Pi為第i項空氣污染物的分指數 ；

Ci為第i項空氣污染物的年均濃度值；

Si為第i項空氣污染物的環境質量標準限值；

Fi為第i項空氣污染物的污染負荷系數。

評價因子為PM2.5、PM10、SO2。評價標準執行GB3095—2012《環境空氣質量標準》中的二級標準[6]（PM10：0.07mg/m3，SO2：0.06mg/m3，PM2.5：0.035mg/m3）。采用Excel 2010進行數據處理，以SPSS 20進行統計分析，2013—2018年重慶市綜合污染指數變化如圖2所示：

3.4.3 主要空氣污染物的污染負荷系數

重慶市近5年主要空氣污染物的污染負荷系數范圍為PM2.5（50.36～53.52）、PM10（196.26～266.65）、SO2（9.14～14.97），其中SO2負荷系數呈下降趨勢，PM10負荷系數呈現下降趨勢，PM2.5負荷系數先上升后降低，見表3。

從圖2和表3可以看出近幾年重慶市空氣污染有具有以下特征。

（1）從圖2可以看出重慶的環境污染綜合指數不是十分穩定，在2013年到2014年有很大的下降態勢，但在2014年末到2015年初污染指數又有所上升，后期在政府和直轄的管制下，又逐漸下降，在2015年比較穩定，在冬季也就是11月12月的綜合污染指數均有上升趨勢，可見在冬季應該加大管理力度。

（2）從表3可看出，各污染因子負荷率雖年份變化而產生波動，PM10和SO2的負荷率呈下降趨勢，其PM10的污染負荷率從最高267%（2014年）降到196%（2018年），SO2的污染負荷率從15%（2014年）降到9%（2018年）。但其PM10的負荷率在3項主要污染物中仍然占據最高的比重，PM2.5的污染率在50%左右，在3項主要污染物中居第2位。SO2的污染負荷率在10%左右，在3項污染物中占第3位。2018年全市污染物負荷系數從大到小排列順序為：PM10（222.3%）>PM2.5（51.4%）>SO2（11.1%）。PM10污染負荷指數逐年下降的同時，SO2也在逐年下降，而PM10呈穩定狀態，污染指數控制得比較良好。

4 結論

本文對重慶市環境空氣質量進行了綜合評價研究。具體而言，首先，對重慶市空氣污染的季節變化趨勢進行了分析；其次，直觀對空氣污染物月度變化規律以及趨勢進行了剖析，并對3種主要污染物的濃度進行了描述性統計分析；再次，構建重慶市空氣污染指數，并對2013年以來的總體污染趨勢進行了研究；最后，通過主要空氣污染物的污染負荷系數對空氣質量做了進一步的分析。

通過研究發現，重慶市環境空氣質量總體上保持良好的水平，空氣污染綜合指數也呈現下降趨勢。2013—2018年可吸入顆粒物（PM2.5、PM10）濃度呈現下降趨勢，二氧化硫的濃度變化比較平穩，根據重慶市地理環境、氣象條件和地形特點等因素來看，在冬季三個污染濃度都有所增加，即污染物濃度變化季節性明顯，濃度高低表現為冬季>春季>秋季>夏季，所以應在冬季加強對污染的控制。總體來說，從重慶市直轄以來，重慶市治理大氣污染取得一定的成效。這些結論與文獻中的結論基本一致，其原因可能是國家對生態環境的一系列政策出臺而產生的政策效應。

結合以上統計分析、相關文獻以及實際情況分析污染在于城市的綜合整改力度不大，按照城市建設總體規劃，對大氣污染嚴重的企業和重點污染源采取關停并轉遷，以及汽車燃料構成有待改變，從而減少廢氣排放，還應減少煙塵污染，開展相關煙塵控制區建設。各工業部門應當積極治理污染，大搞綜合利用，從而降低污染綜合指數，控制污染。

受年度時間的影響，數據收集方面存在年限過少，并且樣本容量不夠大，不足以反映年度之間較為準確的描述，2013年只收集到12月的數據，2018年只收集前4個月的數據，在季度上存在些許誤差。因此，對于將來所要努力的方向，需要更全面、更具體地收集數據，進行更好的描述，更有力地進行分析。

參考文獻

[1] 張春輝，馬琳達.2003—2014年貴陽市環境空氣質量變化趨勢分析[J].環境與健康雜志，2016，33（5）：432-434.

[2] 鄒軍，楊柳.四川省城市環境空氣質量及變化趨勢[J].四川環境，2010，29（4）：50-53.

[3] 潘本鋒，鄭皓皓，王帥.各國環境空氣質量評價中污染物濃度表示方法比較[J].中國環境監測，2017，33（6）：33-37.

[4] 朱文玲，李建剛，李軍，等.2006—2010年烏魯木齊市主要大氣污染物濃度時空變化特征[J].環境與健康雜志，2012，29（5）：429-431.

[5] 黃榮富，綦化樂，蔡軍.三次指數平滑法在港口吞吐量預測中的應用研究[J].水運工程，2007（6）：40.

[6] GB 3095-2012，環境空氣質量標準[S].2012.